Электронные ключи

polu provodnikovyj diod

Простейший вид электронного ключа – полу проводниковый диод. Основное свойство – различное сопротивление p-n перехода в зависимости от полярности приложенного напряжения. В прямом включении диода  Rp-n ~0 Ом. При обратном подключении источника напряжения, сопротивление Rp-n ~10(100) кОм.

polu provodnikovyj diod

Для иллюстрации этих особенностей рассмотрим схему (выше). 

Тогда, если UВХ>0, протекает ток i=UВХ/(RДИОДА. ПРЯМ+R); Поскольку RДИОДА. ПРЯМ<<R, то UВЫХ» UВХ.

Если UВХ£0, то UВЫХ=(UВХ*R)/(RДИОДА.ОБРАТН+R). Поскольку RДИОДА. ПРЯМ >>R, то UВЫХ»0.

Таким образом, можно построить переходную характеристику диодного ключа, отражающую зависимость UВЫХ от величины и полярности UВХ.

harakteristika diodnogo kljucha

Пороговые значения определяют дополнительный ток в прямом включении, и величина ‘max’ обратного включения, превышение которого приводит к пробою диода.

Наличие отрицательной ветви в переходной характеристике связано с тем, что сопротивление диода при обратном включении не равно бесконечности.

Обычно диодные ключи изготовляются в виде диодной матрицы, включающую несколько диодов и сопротивление:

diodnaja matrica

Использование такой матрицы с выбором характеристик сигналов позволяет реализовать некоторые логические операции. В цифровой технике с помощью электронных ключей реализуются логические операции, выполняющие преобразование сигналов в соответствии с некоторыми логическими операциями.

Электронные схемы, реализующие логические операции называются  логическими элементами.

В основе многих сложных логических элементов лежит использование 3-х базовых логических элементов, реализующих логические операции:

  1. Логическое сложение (дизъюнкция) – «ИЛИ;
  2. Логическое умножение (конъюнкция) – «И»;
  3. Отрицание – «НЕ».

В схемотехнике данные логические операции реализуются логическими элементами, имеющие обозначения:

logicheskie jelementy

  • «И» F=x1 , x2 …. x

F=x1Ùx2Ù ….Ù xn – выходной сигнал, определяется логической операцией.

  • «ИЛИ» F=x1 +x2 +….+ xn

F=x1Úx2Ú ….Ú xn – выходной сигнал, определяется логической операцией

  • «НЕ»  F=`x инверсное( или обратное) значение выходного сигнала

Логический элемент, выполняющий операцию отрицания над инвертором.

Широкое распространение получили элементы, реализующие комбинацию логических элементов:

kombinacija logicheskih jelementov

  • «ИЛИ-НЕ»

F=x1 +x2 +….+ xn    F=x1Úx2Ú ….Ú xn

  • «И-НЕ»

F=x1 , x2 …. xn          F=x1Ùx2Ù ….Ù xn

В цифровой технике также есть реализация операции «Запрет»:

F= x1  `x2

Есть два входа разрешен x1 и запрещен `x2

Выходной сигнал повторяет разрешенный сигнал на входе, при наличии на запрещающем входе сигнала соответствует логическому нулю.

При наличии на запрещенном входе сигнала, равного логической 1, выходной сигнал F=0 не зависимо от сигнала соответствующего на входе. В основе лежит логический элемент «И» с инверсным входом.

Так же есть элементы, построенные на тех же принципах.


Оставить комментарий

  • Список наук

  • Образовательные статьи